正如我们在 "寻找卫星"页面中所讨论的那样,GPS星座中的每颗卫星都会发送一个独特的信息,如:"我们的卫星"。 C/A代码,这似乎是随机噪声,但实际上是一个确定性的序列。由于序列是确定性的,全球定位系统接收器有能力产生与卫星本身完全相同的代码序列。通过在内部产生相同的模式,接收机寻找由卫星传输的模式,然后计算出与自己的模式相比有多少延迟。
由于采用了精确的时钟同步,它可以做到这一点。例如,假设您和一个朋友站在一片很大的旷野中。您同步手表后,您的朋友同意在正午时分扣动发令枪扳机。然后,您的朋友走到了旷野的另一端。正午时分,他们扣动发令枪扳机,但是根据您的手表,直到正午后四秒,您才听到爆炸声,因为声音必须在旷野中传播。如果我们假设声音速度为 340 m/s,我们可以乘以这个时间,求出您的朋友是在 1360 米远的地方。
接收器和 GPS 卫星的工作方式相似。因为接收器能够准确地将其时钟与卫星时钟同步,并且因为接收器知道达到速度的时间,所以才能计算出卫星的距离。
当然,还需要考虑其他因素,但这就是基本原理。
卫星
由卫星生成并调制到Ll上的C/A码。模式是确定的,易于复制。
接收器
接收机内部产生的相同C/A码。接收机的时钟与卫星的时钟精确同步。
从接收到的全球定位系统信号解调的C/A代码似乎运行得很晚,因为它必须从卫星传送过来。
为了使两个信号同步,必须将接收到的C/A码向后移动。必须移位的时间反映了信号从卫星传到天线所需的时间。将这一时间乘以光速,就可以看出天线和卫星之间的距离。